Устройство для двухчастотных амплитудно-фазовых измерений при геоэлектроразведке

О и И С А Н И"Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оц 705378 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М, )л 2 С 01 Н 27/00 Государственный комитет СССР о делам изобретений и открытий(21) заявитель Московский ордена Трудового Красного Знаменигеологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХЧАСТОТНЫХ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ Изобретение касается электроизмерений и может быть использовано при проведении двухчастотных амплитуднофазовых изМарений в геоэлектроразвед.ке.Известно устройство для двухчастот ных амплитудно-Фазовых измерений при геоэлектроразведке, содержащее генератор токов двух частот, соединенный с задающим датиком, последовательно соединенные приемный датчик, блок усиления и фильтрации сигналов, Формирователь, триггер, измеритель временных интервалов Г 13 .Недостатком его явлнется зависи мость результатов измерений от наличия высокочастотных гармоник в сигна .пе. низкой частоты, Фазовый сдвиг которого измеряется.Указанный недостаток в значитель ной степени устранен в другом извест ном устройстве, содержащем генератор токов двух частот, соединенный с задающим датчиком поля, а также последовательно соединенные приемный дат чик сигналов, коммутатор, предварительный усилитель, к выходу которого подключены. входы избирательного усилителя низкой частоты и избирательного усилителя высокой частоты, вы ходы которых соединены со входами первого и второго двухполупериодных детекторов, первый и второй Формирователи, выходы которых соединены со входами триггера, а вход первого фор. мирователя соединен с выходом избирательного усилителя низкой частоты, два индикатора амплитуды, входы которых соединены с выходами детекторов измеритель временных интервалов и калибратор, выход которого соединен с коммутатором 121.В этом устройстве с помощью двух Формирователей формируются две последовательности импульсов, соответствующие моментам перехода сигналов через нулевое значение от положительных значений к отрицательным и от отрицательных к положительным, благодаря чему Эначительно,снижается влияние высокочастотных гармоник.Недостатком этого устройства является недостаточная точность, обусловленная погрешностями, вызываемыми неполным подавлением сигнала низкой частоты избирательным усилителем высокой частоты, а также низкая производительность измерений, обусловленная большой постоянной времени интегрирования из-.за необходимости проведения геоэлектроразведочных измерений в диапазоне инфранизких частот(долй герца) . Так как"в качестведвухчастотного сигнала;при геоэлектроразведке чаще всегО, исходя из энергетических соображений, используетсясигнал прямоугольной Формы, в спектрекоторого содержится третья гармоника,амплитуда которой в 3 раза мейьшеамплитуды первой гармоники, то провести эффективную фильтрацию сигналавысокой частоты не удается - ампли-.туда этогс сигнала в 3 раза меньше"амплитуды другого сигнала, а добротностьзбирательного усилителя не можетытьсделана достаточно большой,Цель изббретения - увеличения точ- .15ности ипроизводительности измерений."рого подключены входы избирательйого"усилителя. низкой частоты и избира-тельного усилйтеля высокой частотЫЪймой которых сбединейы со входамипервого и второго детекторой, пЕрвййи второй Формирователи, выходы которых"соейййейы-со"входами-трйггера,-Й"входпервого формирователя сбединен с вы-:ходом избирательного усилителя низ"кой частоты, два индикатора амйлитуды, 35входы-которых соединены с выходамипетекторов, измерительвременных ин-.тервалов и калибратор," выход Которого соединен с коммутатором, введений"дополнительнь 1 й триггер,".третйй Фор-"мирователь и элемент И, причем вход."третьего ФбрЖрователя соедийей.свыходом первого детектора,-вход второ"го формирователя соединен с выходомвторого детектора, выходы второго итретьего формирователей соединены с, 45двумя входами дополнительного трйг-,гера, два входа элемента И соедийеныс выходами триггеров, а выход элемента И-со входом измерителя Временныхйнтервалов. . 50На чертеже приведена функциональная" схема устройства.Устройство содержит гЕнератор 1токов двух частот, задающий датчик 2поля,"приемный датчик 3 сигналов, 55коммутатор 4, предварительный усилитель 5, избирательный усилитель 6низкой частоты, избирательнйй усилитель 7 высокой частоты, детекторы 8и. 9, формирователи 10 - 12, триггеры13 и 14, элемент И 15, измеритель временных интервалов 16, индикаторы ам плитуды 17 и 18, калибратор 19.Устройство работает следующим образом.1Ь С помощью генератора 1 вырабатываются токи двух частот высокой и низкой. Частоты-обычно инфранизкиец кратные, причем высокая частота отличается от низкой в 2-5 раз. Выработанные генератором 1 токи двух частот пропускаются через задающий датчик 2 поля. С помощью датчика 2 в исследуемой среде возбуждается двухчастотное электромагнитное поле. Сигналы из "земли, несущйе информацию об электрических свойствах изучаемой среды, "принимаются датчиком 3 сигналов. Сиг- налы с датчика 3 через коммутатор 4 . поступают на предварительный усилитель 5, где осуществляется общее уси.ление сйгналбв двух частот. Затем с пбмбщью избирательных усилителей б и 7 сигналы: низкой и высокой частоты разделяются, выпрямляются спомощью двухполупериодных детекторов 8 и 9. Сигналы с выхода избирательного усилйтеля б, а также с выходовдетекторов 8. й 9 поступают на формирователи 10-12, На выходе формирователей 10-12 .; получаются прямоугольные иМпульсы, фройты которых соответствуют Заданным уровням синусоидальных (или выпрямлевних) сйгналбв.ВыхОды первого и второго"формирователей 10 и 11 подключены к двум" входам триггера 13, а вы- "%оуьК"второго и третьего Формйровате-, лей 11 и 12 - к двум входам дополни,тельного триггера 14. на выходе триг,гера 13 получается серия прямоугольных импульсов, частота повторения которыхравйа низкой частоте, а длительность равна временному сдвигу между сигналами низкой и высокой частот. Йа выходе дополнительного триггера 14 "йолучаетсясерия прямоугольных импулйсой, частота повторения которых райна удвоенной низкой частоте, а длительностьимпульсов также равна времейномусдвигу между сигналами низкой и высокой чаотот. Полученные последовательности импульсов объединяются с помощью элейента И 15 таким образом, что на выходе его получается серия прямоугольных импульсов, частота кото-. рых равна утроенной низкой частоте, :;а "длительность" импульсов равна временному сдвигу между сигналами низкой и,высокой частот. С помощью измерителя временных интервалов 16 измеряется длительность полученных импульсов. Так как частота следования измеряемых импульсов на входе измерителя16 в три раза превышает частоту следования импульсов в прототипе, удается в 3 раза. уменьшить постоянную времени интегрирования при получении той же точности, что и в прототипе.Кроме того, формирование импульсовуправления триггерами 13 и 14, соответствующих нескольким уровням сигналов низкой и высокой частот, позволяет практически полностью устра05378 Составитель А. Беляев,едактор В. Сапирштейн Техред Э, Чужик Корректор Пож 48 Тираж 1073 ЦНИИПИ Государственного по делам,иэобретений И 035, Москва, Ж, Рауш Подписноеомитета СССРткрытийая наб., д. 4/5 аэ 80 к Филиал ППп .Патен ул. Проектная. 4 аго нить погрешности, вызываемые неполным но соединенные приемный датчик сигподавлением сигнала низкой частоты налов, коммутатор, предварительныйизбирательным усилителем высокой час- усилитель, к выходу которого подклютоты, Амплитуда сигналов низкой и чены входы избирательного усилителявысокой частоты измеряется с помощью низкой частоты и иэьирательного усииндикаторов .17 и 18, подключенных лителя высокой частоты, выходы коток выходам детекторов 8 и 9. Для ис-, . рых соединены со входами первого иключения из результатов измерений второго детекторов, первый и второйвременного сдвига, вносимого элемента- Формирователи, выходы которых соедими устройства (в основном, избиратель- нены со входами триггера, а вход периыми усилитевми б и 7, Формировате- вого Формирователя соединен с выходомлями 10-12), устройство периодически избирательного усилителя низкой час-,калибрируется, Для получения калиб- тоты, два индикатора амплитуды, входыровочного сигнала используется калнб- . которых соединены с выходами детектбратор 19. С помощью калибратора 19 ров,измеритель временных интерваловвырабатывается двухчастотный сйгнал, и калибратор, выход которого соедИненс теми же частотами, что и вырабаты с коммутатором, о т л и ч а ю щ е е -вает генератор 1, причем Фазовый сдвиг с я тем, что,с целью увеличения точмежду этими сигналами равен нулю. При . ности и производительности измерений,проведении калибровки с помощью ком- в него введены дополнительный триггер,,мутаТора 4 от предварительного уси- третий Формирователь и элемент И,лителя 5 отключается датчик 3 и под О причем вход третьего формирователяключаЕтся калибратор 19. Амплитуда ка- соединен с выходом первого детектора,либровочного сигнала выбираетоя такой вход второго формирователя соединенже, как и "амплитуда рабочего сИГнала с выходом второго детектора, выходы(контроль пройзводйтся по индйкато" , второго и третьего Формирователей соерам 17 и 18) Полученный при калибровдинены с двумя входами дополнительноке результат вычитается иэ результата го триггера, два входа элемента Ипервого Измерения. В качестве калиб- соединены с выходами триггеров, а вы-ратора 19.может быть использован квар- " ход элемейта И - с входом измерителя.цевый генератбр с делителями частоты. временных интервалов.30 Источники информации,Формула иэобретейияпринятые во вынимание при экспертизе1. МельниковВ. П. и др. ОсновыУстройство для двухчастотных ам- амплитудно"Фазовых измерений Вызванплитудйоазовых измеренйй прйгео"нойполяризации. Якутское кн, изд-во,электрораэведке, содержащее генератор .35 якутск, 1974, с. 97-. 190.токов двух частот, соединенный с за- , 2, Авторское свидетельство сссРдающим датчиком поля, последовагель 335650, кл. с 01 ч 3/02, 1970.